哪些车自然吸气发动机(日系车为什么坚持使用自然吸气发动机)
自然吸气发动机也称为NA发动机,但NA是“Natural Aspiration”或“Normal Aspiration”的缩写,前者表示自然吸气,后者表示无增压。
它是不使用增压器的发动机的总称,但这个词本身就是从低端发动机的出现中诞生的。在增压器技术发展之前,所有发动机都是自然吸气。那么,自然吸气发动机有哪些特点?
自然吸气发动机的特点自然吸气发动机是往复式发动机的内燃机名称,主要有汽油发动机和柴油发动机,但自然吸气发动机的特性没有改变。
正如“自然吸气”这个词的意思,发动机气缸被增压,吸入的空气在不施加压力的情况下被吸入,但并不意味着完全不施加力。
在往复式发动机中,活塞在气缸内上下运动,但是当活塞在进气冲程中下降时,气缸内的压力下降,因此由于压力差而从外部吸入空气。吸入的空气量基本上由发动机设计决定,活塞冲程大的发动机吸入空气量增加。
因此,最大输出和最大扭矩在一定程度上往往由发动机排量决定,排量的大小就是规格上的差异。
使用增压发动机,可以对空气施加比排量更多的压力并发送到气缸,因此可以产生比相同排量的自然吸气发动机更大的动力。
自然吸气发动机功率如何输出
自然吸气发动机的输出在一定程度上是由排量决定的,但另一个决定发动机输出的因素是最大转数。
在增压发动机中,除了发动机转速外,增压压力和有无中冷器等各种因素都与输出有关,但在自然吸气发动机的情况下,发动机转速高是直接相关的到输出。
转数越高产生的输出越高,所以发动机的马力会增加,汽车的最高速度也会增加。最大转数由发动机的设计极限决定,取决于气门结构、冷却性能以及活塞和曲轴的耐用性。
发动机的性能越高,设计的越耐用,输出功率越高,以及高转速型的特点。对于自然吸气发动机,排量和最大速度是决定发动机规格的主要因素。
自然吸气引擎的优缺点
1.适用于高速发动机
自然吸气发动机是一种提高最大转数和增加输出的发动机,但这正是增压发动机所不擅长的。
在增压发动机中,主涡轮发动机利用废气的能量进行增压,但由于废气被涡轮接收,成为废气流动的阻力。
在高转速范围内,如果废气流动不顺畅,发动机效率会下降,但涡轮增压只是一个障碍,所以我不擅长高转速范围。
然而,自然吸气引擎由于没有涡轮增压器而具有平稳的排气流动,并且可以实现在高转速范围内具有高排气效率的发动机。
为了使其成为高速型,需要设计气门系统并确保高耐久性,但作为发动机的基本结构,可以说适合高速型。
2.出色的燃油经济性
与增压发动机相同排量的自吸发动机虽然输出功率有所降低,但具有燃油效率优异的优点。
增压发动机是可以在小排量下发挥高输出的发动机,但这是因为通过增加空气量可以燃烧大量燃料,基本上燃料消耗趋于恶化。
在 80 年代和 1990 年代,当涡轮发动机非常受欢迎时,高输出是汽车的诉求,但随着环保意识的提高和经济衰退,人们开始关注燃油效率,自吸发动机开始普及。
自吸发动机的燃油效率比涡轮发动机高 20% 到 30%,如果设置为低转速,将非常高效。
自吸发动机是强调燃油效率,但近年来,涡轮发动机的燃油效率由于小型化涡轮发动机的新技术而大幅提高。
3.高效率
自吸发动机可以将发动机的压缩比设定得比增压发动机高,作为发动机本体具有较高的热效率。可以说,高热效率几乎决定了发动机的所有输出和燃油效率,而提高热效率最基本的结构就是提高压缩比。
压缩比是气缸内的混合气被活塞压缩的比例,涡轮发动机基本上是7左右,自吸发动机有可能达到9左右。
这种压缩比的差异是由于发动机爆震性的不同造成的,而涡轮发动机由于吸入大量空气,很容易因燃油异常燃烧而发生爆震。为了减少这种情况,必须减少压缩以降低空气燃料混合物的温度,这会降低发动机效率。自吸发动机在这方面有很好的条件,因此可以提高压缩比。
然而,这是由于发动机的基本结构,现在通过直喷发动机、EGR、可变气门等稳定提高压缩比成为可能。但是,基本上自吸发动机可以更高,压缩比最高可以达到14,涡轮增压发动机可以达到11。
线性加速和出色的响应
自吸发动机的特点通常是比增压发动机更平稳的加速,并且具有在踩下油门后立即开始加速的出色响应。
作为增压发动机的主流的涡轮发动机的峰值加速度比自吸发动机更强,但在踩下油门和实际开始加速之间存在称为涡轮滞后的时间滞后。
但是,由于自吸发动机没有涡轮迟滞,因此它没有这些缺点并显示出简单的特性。这对汽车的驾驶感觉产生了很大的影响,而自吸发动机对于喜欢压力较小的线性加速的用户来说是一种有吸引力的发动机。
结构简单、重量轻、成本低
自吸发动机比增压发动机零件少,结构简单是一大优势。增压发动机比具有更多的零件,例如涡轮增压器、增压器和中冷器等大型零件,以及辅助它们的冷却系统。
此外,增压会给气缸和活塞带来沉重的负担,因此发动机本身也必须坚固耐用。但是,这些效果具有零件数量多和发动机重量增加的缺点。
自吸引擎没有这些缺点,所以比较简单、轻便、紧凑。此外,重量轻对汽车的行驶性能和燃油效率有积极的影响,这是自吸发动机的一大优势。另外,零件数量少在成本上有优势,适合低价位车。
自吸引擎的缺点
自吸发动机比增压发动机有很多优点,但它们也有一些缺点。
由于其特性,增压发动机可以在小排量下发挥高输出和扭矩,而进气量较小的自吸发动机无法与之抗衡。一般说来,增压发动机与1.5倍排量的自吸发动机性能相同,同样排量,增压发动机的性能更高。
近年来,涡轮增压发动机小型化的概念成为主流之一,通过小型增压发动机使其性能与更高级别的自吸发动机相同,在重量方面也有优势,燃油效率也不错。
为了用自吸发动机实现大功率发动机,绝对需要增加排量,这会导致发动机重量增加和燃油效率变差等缺点。
如果发动机的排量小,效率和燃油效率都不错,但如果发动机设计成增加输出,劣势势必增加。
即使是高输出,增压发动机的发动机排量也可以保持在较低水平,这有助于减轻重量。
尤其是追求发动机输出的跑车、超级跑车等,往往适用于小型、高输出的增压发动机,尤其是在超级跑车中,自吸发动机很少。
作为城市通勤的家用车,自吸发动机依然是首选。
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